启东网站建设,杭州专业的网站制作公司,手机可以开发网站,开公司要多少注册资金机器人及其相关工科专业课程体系 前言传统工科专业机械工程自动化/控制工程计算机科学与技术 新兴工科专业智能制造人工智能机器人工程 总结Reference: 前言
机器人工程专业是一个多领域交叉的前沿学科#xff0c;涉及自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论… 机器人及其相关工科专业课程体系 前言传统工科专业机械工程自动化/控制工程计算机科学与技术 新兴工科专业智能制造人工智能机器人工程 总结Reference: 前言
机器人工程专业是一个多领域交叉的前沿学科涉及自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论、方法和技术。本文分析了传统机械/自动化/计算机和新兴智造/AI的工科专业的课程体系及它们与机器人工程之间的关系作为工科专业人士的参考。
国内机器人专业设立时间较晚大约在2015-2020年之间国内高校才陆续开设机器人工程专业。在此之前机器人通常作为传统工科专业如机械、自动化等的研究方向来研究所以本文按照从传统工科专业到近年新兴的工科专业路线来分析。 传统工科专业
机械工程
机械工程作为一级学科其包含的二级学科有机械制造及其自动化机械电子工程机械设计及理论车辆工程。四个二级学科在初期的培养方案中学习的专业基础知识是相同的在后期专业课程上设置有所差别。 上图所示为机械工程大类学科培养方案八个学期T1-T8的课程除了本科生的通识教育课程之外主要有三条课程线和实践教学绿色标记实践教学仅仅围绕三条课程线。
这三条课程线分别是机线力线电线。机线始于制图有的学校可能还有专业导论课包括机械原理、机械设计、制造技术基础等。力线始于理论力学偏机构延伸到材料力学偏结构流体力学液等。电线包括电工电子、单片机、测试技术还涉及控制理论等。
在培养方案末的模块课程就是各个二级学科的模块课程了。以机械制造及其自动化二级学科为例机械制造的专业模块课程主要包括工艺、刀具、夹具、机床等主要是围绕制造装备与方法。
机械工程可以用来设计制造机器人本体也可以作为理论去指导机器人的应用如利用制造专业中的工艺方法去制定工业机器人加工零件的工艺流程。
自动化/控制工程
控制科学与工程在本科阶段称为“自动化”研究生阶段称为“控制科学与工程”。学科下设有五个二级学科其分别为“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”。各学科关系参考各二级学科的主要研究范畴及相互联系。 上图所示为同济大学的自动化专业的培养方案[1]可以看出此专业涉及控制理论电子技术、计算机信息技术等技术。
在此之上进一步构建出系统与控制机器人人工智能物联网这些共性技术平台。不同的共性技术平台侧重的知识体系有一定差异每一个技术平台又能分化出不同的行业。
对于控制工程更多的是为机器人工程提供软硬件和控制算法支持。
计算机科学与技术
计算机科学与技术是国家一级学科下设信息安全、软件工程、计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术、计算机技术等专业。 它是一门以计算机和计算科学为研究对象的学科包括计算机硬件、软件、算法和网络等方面的知识。上图所示为北大的计算机科学与技术专业的培养方案[2]与之前的专业类似专业核心课之后就是对应不同具体方向的选修课程包括算法类软件类系统类智能类等。
计算机专业的编程语言和算法设计是机器人学中不可或缺的部分。
新兴工科专业
智能制造
智能制造是属于机械工程一级学科下新开设的二级学科相对于传统的机械工程专业在课程体系如下图所示中加入了机器人人工智能物联网大数据等专业课程将前沿技术引入到传统制造行业为制造业转型贡献力量。 机器人通常作为智能制造的一个最小工作单元或者末端执行终端来运行和维护为智能制造中的重要的一个节点。
人工智能
人工智能是一个以计算机科学为基础由计算机、心理学、哲学等多学科交叉融合的交叉学科、新兴学科通常设立在计算机学院下。 上图所示北大的智能科学与技术专业的课程体系设置[2]该专业的研究领域包括机器学习计算机视觉自然语言处理语音识别机器人等。
机器人在本学科更多的充当一个连接人工智能算法与物理世界的载体该专业和机器人密切结合衍生出了如今大火的“具身智能”概念。
机器人工程
最后回到我们今天的主角机器人工程该专业是一个多领域交叉的前沿学科涉及到了自然科学、工程技术、社会科学、人文科学等相关学科的理论、方法和技术。
核心课程包括机器人技术基础、运动学、动力学、控制、仿真、传感与检测、规划与导航、编程、系统集成等强调实践和创新能力。 由于机器人工程属于多学科交叉学科所以该专业可能被设置在不同的学院下面那么就会出现不同院校的机器人工程专业的课程设置具有出入的现象。
如上图所示为北航的机器人工程控制与感知方向的课程体系[3]此专业设置在机械工程一级学科下其核心课程包含机电控制几个方面。
而下图所示的为华东理工大学的机器人专业课程体系此处仅展示部分完整版见文末参考链接[4]此专业设置在控制科学与工程一级学科下其核心课程集中在人工智能控制工程。 由此可见机器人工程涉及到的知识范围十分庞大不同院校的培养方案有一定的差异。 总结
本文主要介绍了和机器人及其相关的传统机械/自动化/计算机和新兴智造/AI的工科专业的课程体系并简单阐述这些专业和机器人之间的关系。这些课程体系是专业学习的基本框架十分重要。虽然机器人现在已自成学科但是这些学科和机器人工程之间是紧密关联的。
从这些工科课程体系中可以发现 1 这些工科专业都需要数理基础这些数理基础是想通的无论专攻哪一方向数理基础必须具备。 2 各专业的数理基础专业的基础课核心课这些课程都是依次递进的箭头明确展示了关系。 3 这些工科专业并不是彼此独立的而是彼此关联对于具体的工程项目需要不同背景的人的合作。
在清楚了学科的知识体系之后就有了框架对于个体来说不用面面俱到但要有自己的擅长方向。 本文为个人观点如有错误或不当之处请指正转载请注明出处欢迎大家交流。 Reference:
[1] 同济大学自动化专业培养方案https://cse.tongji.edu.cn/ae/3f/c15894a306751/page.htm。 [2] 北京大学信息科学技术学院不同专业培养方案https://eecs.pku.edu.cn/info/1083/5741.htm包括计算机科学与技术专业智能科学与技术专业等。 [3] 北京航空航天大学机器人工程专业培养方案http://www.me.buaa.edu.cn/info/1061/4964.htm。 [4] 华东理工大学机器人工程专业培养方案https://jwc.ecust.edu.cn/_upload/article/files/73/df/039cfc9446d7bf87b2e668c55e54/f27dd8b7-a67f-4ab5-a3cd-ae15a0229582.pdf。
